物理
高校生
なぜバネの右側は考えなくていいんですか？
右側の力で伸びるバネの分と左側の力で伸びるバネの分があるのかなと思ったんですけど…
例題5)
力のモーメント
関連問題→ 25·26
長さ L,質量mの一様な棒の一端を天井にとりつけ, 他端にばね
定数kのばねをつないだ。 あるカでばねを横に引くと, 図のよう の
に棒と鉛直方向とのなす角が0となり, ばねは水平になって静止
した。このとき,ばねは自然の長さからどれだけ伸びているか。
正しいものを,下の0~6のうちから一つ選べ。ただし,天井と
m, L
棒
ばね
力
k
棒,棒とばねは自由に回転できるようにつながれており,棒とばねは鉛直面内にあるとする。また,
ばねの質量は無視できるものとし, 重力加速度の大きさをgとする。
mg
0
2k
mgtan0
2た
0の左
mg
2ktan0
の
の
mg
k
mgtan0
k
mg
ktan0
(11. センター本試 [物理I])
棒は静止しており,任意
の点のまわりにおける力のモーメ
ントの和は0である。
指針
点は棒の中点である。棒と天井の接点を基準とすると,
弾性力,重力までのうでの長さは,それぞれLcosé,
Lsin0 である。力のモーメントのつりあいの式は,
Lsin0
2
;0
「解説
ばねの伸びをxとすると,
ばねの弾性力の大きさは kxであ
り,一様な棒なので, 重力の作用
L cos0
kx×Lcos0-mg×
Lsin0=0
mgtan0
2k
x=
mg\
したがって, 解答は2となる。
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